尾矿库闭库勘察报告---副本

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尾矿库闭库勘察报告

工程名称： 编制单位：

编 制 人： 审 核 人： 批 准 人：

编制日期： 年 月 日

目 录

第一部分 报告正文

1 前言 ........................................................................ 1 1.1 任务来源 .................................................................... 1 1.2 依据规范 .................................................................... 1 1.3本次勘察的主要目的 ........................................................... 1 1.4 本次勘察的主要任务 ........................................................... 2 1.5勘察方法及要求 ............................................................... 2 1.6勘探点高程测量 ............................................................... 3 1.7勘察进程 ..................................................................... 3 1.8工作量布置 ................................................................... 3 2 现状尾矿库工程概况 ............................................................ 5 3 地质环境构造 ................................................................. 5 3.1 自然地理 .................................................................... 5 3.2 地貌地质环境 ................................................................ 8 4 库区地质及不良地质作用 ....................................................... 13 4.1 库区地层 .................................................................... 13 4.2 不良地质作用 ................................................................ 14 4.3特殊性岩土评价 .............................................................. 14 4.4地下水和水、土的腐蚀性 ...................................................... 14 5 库区水文地质条件 ............................................................. 16 5.1 现状尾矿库水位地质条件 ..................................................... 16 5.2 现状尾矿堆积坝浸润线特征 ................................................... 17 6 尾矿库各层土体物理力学性质 ................................................... 18 7 场地地震效应 .................................................................. 20 7.1场地土类型及场地类别 ........................................................ 20 7.2抗震设防烈度、设计基本加速度及地震分组 ...................................... 20 7.3 场地液化判别 ................................................................ 20 8 坝基坝体渗透性评价 ........................................................... 22 8.1 坝基渗透性评价 .............................................................. 22

8.2 坝基强度评价 ................................................................ 23 8.3 左、右坝肩稳定性评价 ........................................................ 23 9 坝体稳定性评价 ............................................................... 23 9.1渗流计算 .................................................................... 24 9.2 稳定性评价 ................................................................. 24 9.3 存在的问题 ................................................................. 26 10 结论与建议 .................................................................. 26 10.1 结论 ...................................................................... 27 10.2 建议 ...................................................................... 27

第二部分 附图表

1、 图例 共 1页 2、 建筑物和勘探点位置图 共 1 页 3、 工程地质剖面图 共 6页 4、 标准贯入试验统计表 共 1 页 5、 颗粒分析成果图表 共 5 页 6、 物理力学指标统计表 共 1 页 7、 土工试验综合成果表 共 2 页 8、 水质分析报告 共 2 页 9、易溶盐分析报告 共 1 页

第三部分 附件

1、照片集 共 1 页 2、***尾矿库土坡稳定计算表 共 11 页

1 前言

1.1 任务来源

***尾矿库，需进行闭库处理，受***安全生产监督管理局的委托，***承担了***尾矿库闭库勘察工作。

1.2 依据规范

（1）《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》（GB507-2010）。 （2）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009）； （3）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）； （4）《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）；

（5）《冶金矿山尾矿设施管理规程》（（90）冶矿字第185号）； （6）《尾矿设施施工及验收规程》（YS18-95）； （7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；

（8）《甘肃省地质灾害防治工程勘察设计技术要求》（试行）(甘肃省国土资源厅2003.5)；

（9）《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ0240-2004）； （10）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）； （11）《堤防工程地质勘察规程》（SL/T188-2005）； （12）《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）.

1.3本次勘察的主要目的

（1）分析、验证现状坝体的稳定性； （2）为闭库的稳定性评价提供依据；

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（3）为尾矿库的安全和环境评价提供依据。

1.4 本次勘察的主要任务

（1）查明尾矿堆积体的性质、组成、分布规律及其密实程度； （2）查明尾矿材料的物理力学指标；

（3）查明现状坝体浸润线的位置，给出坝体浸润线的主剖面图。 （4）评价尾矿库现状的稳定性。

1.5勘察方法及要求

勘察方法采用钻探、探井和原位测试（标准贯入试验）相结合的综合勘察法，同时辅以多组取土采取尾矿沉积滩及堆积坝上的尾矿砂试样。

（1）在尾矿堆积体中钻进时，钻探方法采用套管护壁冲击钻进或和泥浆护壁回转钻进（地下水位以下）相结合的钻探工艺，回次进尺1.0m，遇到原始天然地层时，采用75mm口径（N）型双层岩芯管和金刚石钻头钻进，回次进尺1.0～1.5m。

（2）在钻探孔中采取原状和扰动尾矿堆积材料试样，原状尾矿砂试样的采取采用内置环刀的双管单动回转式原状取砂器，原状尾矿土试样的采取采用薄壁取土器静压式采取原状样，扰动尾矿砂、土试样直接从标准贯入器中采取。

（3）为了评价尾矿砂的密实度，在钻探孔中进行标准贯入试验，试验间距1.0～2.0m，试验方法采用质量63.5kg的穿心锤，以76cm的落距自由下落，将标准规格的贯入器贯入砂层30cm，并记录贯入的锤击数。

（4）根据任务委托书和有关现行技术规范、标准的要求，对野外所采取的尾矿砂、土试样进行有关项目的室内土工试验，评价其物理力学性质，为渗流稳定性和坝体静力抗滑稳定性计算分析提供计算参数。

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表1-1分别为本次勘察所采用的各种勘察测试方法及其目的（野外和室内试验）。

表1-1 野外勘察测试方法

项目名称 勘 察 测 试 目 的 ①为坝体变形与稳定性分析以及加固方案取得地质岩性剖面； 钻 探 ②采取各种土试料以进行室内土工试验； ③测定地下水位； ④查明坝与库区可能渗漏的途径。 标贯试验 ①评价尾矿砂的密实度，估算尾矿砂的相对密度； ②判定在地震作用下尾矿砂发生液化的可能性并评价其液化程度。 1.6勘探点高程测量

本次勘察，工程测量采用的为黄海高程系统。 1.7勘察进程

⑴准备工作：2016年12月20日～2016年12月22日； ⑵野外作业：2016年12月23日～2017年01月06日； ⑶室内试验：2017年01月07日～2017年01月12日； ⑷资料整编：2017年01月12日～2017年01月22日； ⑸提交报告：2017年01月23日。

1.8工作量布置

本期勘察的工作量布置原则按照《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》、《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009)中的有关规定进行。

勘探点沿勘探线布置，一般性勘探点深度以达到原自然地面以下稳定地层为准；控制性勘探点的深度以能查明原自然地面以下可能存在的软弱地层为准。

（1）工程地质测绘

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本次勘察利用1∶2000比例尺精度对库区内和周边范围内的不良工程地质现象进行了重点调查研究，调查了崩塌、滑坡体的发育程度、分布规律、影响范围及可能造成的损失，为除险加固工作提供决策和依据。

（2）工程钻探

钻探工作是本次勘察采用的主要方法，其目的在于了解库区的地层结构、尾矿沉积特征、基岩风化层厚度等。同时，结合工程类型的特点，充分考虑尾矿坝结构特征、尾矿沉积特征、地质条件等因素，本次钻探工作坝基部分采用平行坝走向布置勘探剖面线；间距按相关规范确定，避免单纯按网格形式布置勘探线、平均布孔。为确保勘察质量，详勘共计布置勘探剖面线3条，布设9个水位监测孔。在钻孔中下入Φ110的PVC管。为便于观测水位，PVC管下部6.0m位置打有Φ3.0mm的孔。PVC管的底部深入基岩1.0m。满足规范要求。

勘察工作量计划表见表1-2。

表1-2 勘察工作量计划表

序号 一 1 2 二 1 三 1 2 3 4 四 1 五 项目 工程地质测绘 区域地质调查 坝库区工程地质调查 勘探 钻探 室内试验 颗粒级配试验 原状样 易溶盐分析 水质分析 原位测试 标准贯入试验 水位监测孔 单位 组日 2km 米/孔 组 组 组 组 次/孔 个 6 14 2 / 25/5 9 115.00/9 1 0.1 数量 4

2 现状尾矿库工程概况

***尾矿库位于***卢河乡歇台村西北侧的小沟里。库型属山谷型库。实际坝高37.08m，初期坝为浆砌片石坝，堆积坝为上游式尾矿砂筑坝，前部覆土。库长206.44m，宽55.62m。由于该库设计不规范或未按照设计施工，建设标准低，工程质量差。存在坝体稳定性差，排洪系统不能满足排洪要求且质量差，存在安全隐患，按照尾矿库安全技术规程该尾矿库属于长期停用库。需进行闭库处理。依据《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005），该尾矿库等级级别为四级。

表1 尾矿库等级级别划分表

等 别 一 二 三 四 五 全库容V（万m） 6坝高H（m） 二等库具备提高等别条件者 V≥100 10≤V＜100 1≤V＜10 V＜1 H≥100 60≤H＜100 30≤H＜60 H＜30 3 地质环境构造 3.1 自然地理

3.1.1 交通位置

***尾矿库位于***西北侧的小沟里。东经1050 25ˊ24〞，北纬330 56ˊ18〞。矿区卫星影像图（见图3-1)。

***城距陇海铁路***121km。X511县道从矿区西侧通过，距离矿区约0.288km。仅有小路通行，交通条件差。交通位置示意图（见图3－2）。

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图3-1矿区卫星影像图

县道

库区位置

图3－2 交通位置示意图

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3.1.2 气象水文 （1）气象

矿区属***北部暖温带湿润气候区，立体气候和山地气候特征明显。据***气象局资料，勘察区多年平均气温8.7℃，最冷月（1月）平均气温－3.3℃，最热月（7月）平均气温29.9℃，相对湿度78%，无霜期约160天。多年平均降水量539.04mm，年际降水极不均衡，最大降水量926.00mm（1984年），最小降水量343.00mm（1997年）（图3-3）；年内降水也不均衡，年内降水多集中在6-9月份，占全年的73%（图3-4）。多年平均蒸发量1239.6mm，是降水量的2.3倍。

图3-3 ***多年降水量曲线图

图3-4 矿区气象要素图

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根据多年暴雨资料统计，本区暴雨主要分布在4-9月，集中分布在7-9月（图3-5），年平均暴雨次数1.3次，暴雨有时间长、降水量大的特点。

暴雨有两种形式：夏季为短时骤降的强雷阵雨；夏末初秋为连阴雨天气，遇冷空气而雨量加强的强降雨过程。在日降雨量相同情况下，后者成灾程度更为严重。历史上最大几次暴雨，都出现于阴雨持续时段，其过程降雨量可达250mm左右。如1968年8月1至8月4日***普降大暴雨，十里乡降雨量达248.4mm。

60504030

次数（次）频率（%）20100

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图3-5

矿区年内暴雨次数及频率分布图

根据统计资料，矿区所在地一日最大降水量180.7mm，一小时最大降水量58.5mm，十分钟最大降水量48.8mm，一次连续降水最大强度可达248.4mm，暴雨是诱发泥石流、坡体的主要因素。

区内标准冻土深度42cm。

3.2 地貌地质环境

3.2.1 地形地貌

库区地形地貌属中高山丘陵下游山谷交汇地貌。海拔高程1710.2-1750.48m，相对高差在40.20m之间。库区上游山势较陡峻，地势高低起伏，山梁狭窄，呈刀背状。库区谷坡陵峭，多呈“V”字型峡谷，切割深度一般大于100.0m。沟谷

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多呈西北-东南走向。库区范围内山势雄厚，坡面植被茂盛，主要以灌木为主，沟内及沟口无耕地及农户。 3.2.2 地层岩性

矿区出露地层较为简单，主要为为中泥盆统红岭山组（Dhl）千枚岩地层、第四系残坡积物（Q4el+dl）和冲洪积物（Q4al+pl）。

（1） 中泥盆统红岭山组（Dhl）板岩

分布于全矿区，主要出露的岩性为中泥盆统红岭山组（Dhl）板岩。板岩矿体呈中薄层状产出，矿体产状315°∠80°，矿体出露长约190.44m，宽约56.62m，矿体平均厚度约15.22m。

板岩是具有板状结构，基本没有重结晶的岩石，是一种变质岩，原岩为泥质、粉质或中性凝灰岩，沿板理方向可以剥成片状、板状。

由粘土质、粉砂质沉积岩或中酸性凝灰质岩石、沉凝灰岩经轻微变质作用形成。黑色或灰黑色。岩性致密，板状劈理发育。在板面上常有少量绢云母等矿物，使板面微显绢丝光泽。没有明显的重结晶现象。显微镜下可见一些分布不均匀的石英、绢云母、绿泥石等矿物晶粒，但大部分为隐晶质的粘土矿物及碳质、铁质粉末。具变余结构和斑点状构造。常见类型有碳质板岩、钙质板岩、黑色板岩等。

该岩段主要出露于矿区两侧，层位稳定，岩相变化较大，基本不含生物化石，厚度大于100m。矿石属软质岩，湿度较小，矿石平均湿度0.12%，抗压强度在9.20-20.10Mpa间，体重平均值为2.59t/m3。

(2)第四系(Q4)：矿区内第四系包括残坡积物（Qel+dl 4）和第四系冲洪积物（Qal+pl 4）。

第四系残坡积物（Qel+dl4）：呈不规则面状分布,杂色，局部地段呈淡黄褐色，结构疏松，垂向裂隙和大孔洞发育，厚度不均。该层主要分布于沟道岸坡边上。残坡积层主要成份为含砾粉质黏土、少量亚粘土、亚砂土及植物腐殖质，夹杂有碎石（板岩碎屑），厚度多处于0.50m～2.50m。

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第四系冲洪积物（Qal+4）：该层主要分布于沟道周侧及沿沟谷地带延伸，分布厚度不均匀，冲洪积物成份为板岩碎屑，厚度多0.50m～5.00m。 3.2.3 水文地质

库区内水系发育，主要为库区西侧的无名小溪，属西汉水四级支流，发源于卢河乡朱安沟一带，属常年性河流，切割深度30－120m，流域面积46.75km2，径流长度9.5km，由西北向东南径流。根据本次调查资料，控制流域面积1.75km2，宽度150－300m，枯水期流量17.808l/s，丰水期流量21.96l/s，最大洪峰流量.04l/s。径流量主要集中在8、9、10月份，当年11月份至翌年2月份流量较小。河谷在矿区段地势开阔，地形较平坦，而两侧次级沟谷发育，其内地表水流具有很强的季节性，并且与大气降水关系密切，即在丰水期河水接受沟谷补给量大，枯水期补给量小，河径含砂量小，径流量变幅较大。

根据地下水的赋存和埋藏条件，库区地下水可分为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

（1）第四系松散岩类孔隙水

库区第四系松散岩类孔隙水包括沟谷潜水和梁峁斜坡潜水两种：

①沟谷潜水：呈条带状分布于沟谷区及沟谷第四系碎石孔隙之中，水位埋藏浅，一般小于3.0m，含水层较薄，厚度2.0－5.0m左右，由于砂砾卵石孔隙中泥质成分含量高，渗透性、富水性较差，水质较好，矿化度小于1.0g/l。

沟谷含水层厚度较薄，但含水层孔隙较大，渗透性好，地下水主要接受两侧岩溶裂隙水、大气降水、冰雪融化水入渗补给，沿上游向下游径流，水力坡度18-50‰，径流速度较快，以转化成地表水或补给谷底基岩裂隙的形式排泄。其水位动态随季节变化比较明显，年水位变幅0.5-1.2m。

②梁峁斜坡潜水：分布于斜坡坡残积物中，含水层呈不连续片状分布，含水层较薄，厚度为1.0-3.0m，枯季地下水径流模数小于11/s·km2，属水量贫乏区。

pl

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分布在库区上游梁峁斜坡地带，呈不连续片状分布，接受大气降水，冰雪融化水的垂直入渗补给，由于地形支离破碎，坡度较大，所以降水入渗补给量较小，自上向下径流，下渗进入基岩裂隙中，或溢出地表成泉，或转化成地表水排泄。

（2）基岩裂隙水

库区域属长江水系，地表径流发育，采矿区地下水总体受岩性、构造控制，以构造破碎带潜水及风化裂隙—孔隙潜水为主。采矿区地下水补给来源主要为大气降水，补给区的汇水面积大，区内地下水以下降泉的形式排泄为主，由于地形起伏大，一般以就地补给，向河流排泄为特征。库区地下水与地表水径流方向大体一致，即自上游向下游，由地势高处向低处径流，水力坡度50-90‰，径流距离较短，径流速度较大，当裂隙含水层遭受沟谷切割时，即向山坡上、冲沟旁、陡崖上、地形急变处、山坡下沟旁溢出以泉、地表水或补给第四系孔隙潜水形式排泄。由于地形特点，该类地下水静储量较小。

矿区坝体位于当地地下水位以上，根据地下水的分布、赋存条件和含水介质性质划分。区内基岩裂隙水主要分布于中泥盆统红岭山组（Dhl）板岩中，属断裂带脉状水或风化裂隙潜水。矿层以下岩石风化程度减弱，由于千枚岩本身为透水性差，矿体均产于当地侵蚀基准面之上，该层水富水性较弱，分布不均，补给来源主要接受大气降水的入渗补给，地下补给径流短。

（3）地下水水质及动态特征

根据本次无名小溪取样的水质分析资料，区内地下水水化学类型简单，均为重碳酸钙型水，地下水矿化度234.-5.04mg/l，总硬度138.25-393.04mg/l。水质良好。

通过访问，沟谷潜水年均变幅0.5-1.0m，一般7-10月份出现高水位期，低水位期在12月至翌年2月份，与降水周期基本一致。 3.2.4 地质构造

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（1）区域地质构造

图3-6 区域地质构造纲要图

该区位于秦岭造山带西部，地处南秦岭褶皱带与中秦岭褶皱带的过渡部位，位于西秦岭东西向纬向构造体系和武都山字型构造体系的复合部位，区内不同程度地遭受到夏河-礼县、碌曲-成县和迭部-武都三个逆冲推覆构造带的影响。合作-临潭-两当深大断裂和舟曲-成县-徽县区域断裂穿过本区，这两条断裂是上述三个逆冲推覆构造带的分界，控制着区内地层的分布，构成了本区的基本构造格架。

（2）新构造运动与地震

第四纪下更新世初期，由于受喜山运动的影响，使区域内的新近系红层盆地产生了宽缓的褶皱和断裂，在铁古下坪、柳树湾一带还伴随有岩浆侵入和火山喷发。中更新世时期，区内经历了两次较大的升降运动，沟谷普遍深切。上更新世时，震荡性的升降运动使河谷区普遍堆积了Ⅲ、Ⅳ阶地。全新世时，地壳仍以震荡性的升降运动为主。

距离库区最近的断裂为两档-江洛断裂（Q3-4）。该断裂带经过***乡 焦山沟（0.10 南侧），南距离库区直线距离约16.032km。

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据历史记载，***从公元319年至今1600多年有历史记载的地震和邻近***波及到该县的地震多达50多次，其中1556年陕西华县8级地震，1718年通渭南7.5级地震，1879年武都7.5级地震，1920年宁夏海原8.5级大地震以及最近的2008年四川汶川8.0级大地震对***影响较大。受汶川8.0级地震影响，***震感强烈，受灾严重。经地震部门测定，***地震破坏烈度为6.5度。

4 库区地质及不良地质作用 4.1 库区地层

勘察区内出露地层主要为中泥盆统红岭山组（Dhl）板岩地层及沟谷中见第四系冲洪积物和残坡积物，分述如下：

①素填土（Q4ml）：杂色，稍密，稍湿，主要有角砾、砾砂，粉质黏土。土质不均匀，为近期人工施工的覆土层。层厚介于0.30m～1.30m。

②尾粉砂层（Q4ml）：遍布整个场地，为尾矿砂堆积而成，该层按粒径大小，黏粒含量可分为尾粉砂、尾粉土。青灰色，稍湿～很湿。该层成份主要由石英、萤石及长石砂粒组成，夹少量薄层状尾矿泥，局部互层。层叠状，分布不均，级配差。尾粉砂标贯击数介9.0～16.0击，属稍密～中密。该层厚度为4.30～20.00m。层顶埋深介于0.30m～1.30m，层顶高程介于1748.15～1749.06。

③含砾粉质黏土层 (Q4al+dl): 从钻孔揭露情况，遍布整个场地，黄色，硬塑。上部被上层渗水浸润为黑褐色。层中夹有碎石、角砾，分布不均。成份以板岩为主。该层厚度0.5～1.80 m。埋深介于4.80～20.50m，层顶高程介于1728.84～1744.31m之间。

④板岩层（Dhl）：分布于整个场地，以深灰色为主夹杂黄色，该层上部1.0m左右呈强风化状态，属软质岩，无光泽，板状结构，片状构造，岩芯多呈片状，短柱状，锤击声哑，局部用手可掰碎。本次勘察揭露出强风化层和中风化层，最厚度5.20m，层顶埋深介于5.70～21.20m之间，层顶高程介于

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1728.14～1743.41m之间。

4.2 不良地质作用

经此次工程地质、水文地质测绘和踏勘，勘察区两侧人为取土裸露导致板岩风化碎屑多、松散，易发生滑坡充填库区。踏勘期间未发现崩塌、溶洞以及溶洞发育迹象等其他不良地质作用。库区两侧植被覆盖，表层基岩风化层及第四系堆积物易在强降雨条件下被冲蚀拉沟而填充库区，库区两侧植被较好；植被主要为低矮的灌木及松木。库区两侧坡残积物覆盖层厚度较小，一般在0.5～5.5m。

尾矿库上游沟谷呈“V”型，切割侵蚀较大，松散堆积物多，是形成泥石流的重要条件。

经现场勘察，库区两侧植被较好，不易发生滑坡崩塌，无不良地质作用及其它地质灾害。 4.3特殊性岩土评价

场地内①素填土为特殊性岩土；场地内②尾粉砂为填土，为特殊性岩土；④板岩上部为强风化岩，为特殊性岩土。

②尾粉砂为填土，青灰色，稍湿～很湿，稍密～中密，不均匀，物理力学性质差。

③含砾粉质黏土不具湿陷性。厚度不均匀，物理力学性质差。 ④风化岩因强风化导致岩石强度减弱，岩石易碎，为特殊性岩土。 4.4地下水和水、土的腐蚀性

勘察钻探时位于冬季，尾矿堆积坝在勘察期间仅在1、5、8钻孔揭露出地下水。尾矿堆积坝在最终坝附近揭露出少量地下水主要埋藏于②尾粉砂层中，

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属上层滞水，主要沿原沟道渗流。勘察期间，受到尾矿库停产的影响，在库内蓄水量少，水位埋藏较深，勘察期测得稳定水位埋深介于6.10～14.20m，水位不稳定。高程为1735.14～1742.56m。勘察查明，②尾粉砂为强透水层、③含砾粉质黏土层为弱透水层、④板岩为相对隔水层。工程区位于湿润区强透水层中的地下水，故场地环境类型经判定为II类。

根据已有水质简分析和腐蚀性分析资料（分析结果详见附表 “水质分析报告”），测得库区西面水的化学类型为SO4·CO3－Mg·Ca或CO3-Ca型水。

对尾粉砂的化学分析结果，根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的相关标准对其进行腐蚀性判定。判定结果为：尾粉砂对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性（见表4-1）。

表4-1 地基土腐蚀性判定表

评价类型 腐蚀介质 SO4（mg/kg） 混 凝 土 Mg（mg/kg） NH（mg/ kg） OH（mg/ kg） 总矿化度(mg/ kg) PH值 混凝土中的钢筋 －4+2+2－环境类型 II II II II II B 测试范围值 203.5～720.6 24.2～29.8 / / 719.8～1442.9 7.～7.79 评价标准 ＜750 ＜4500 ＜1200 ＜85500 ＜75000 ＞5.0 腐蚀等级 微 微 微 微 微 微 结 论 对混凝土结构具微腐蚀性 Cl(mg/ kg) -B 44.0～44.9 ＜250 微 对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性

水的化学分析结果，根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的相关标准对其进行腐蚀性判定。判定结果为：尾矿库钻孔内水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋微腐蚀性；（见表4-2）。

表4-2 地下水腐蚀性判定表

评价 类型 混凝土 腐蚀介质 SO4（mg/L） 2－环境类型 Ⅱ 测试值 4.52～236.82 评价标准 ＜300 腐蚀等级 微 结 论 对混凝土15

Mg（mg/L） Na（mg/L） OH－（mg/L） 总矿化度(mg/L) PH值 侵蚀性CO2（mg/L） 混凝土中的钢筋 +2+Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ A A 5.69～58.68 / / 234.～5.04 7.59～8.42 / ＜2000 ＜5 ＜43000 ＜20000 >6.5 ＜15 微 微 微 微 微 微 结构具微腐蚀性 Cl(mg/L) -干湿交替 10.05～15.52 ＜100 微 对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性 5 库区水文地质条件

5.1 现状尾矿库水位地质条件

尾矿库所在沟谷为“V”型沟谷，沟内常年无水，补给源主要为大气降水，该沟上游未设拦洪坝。尾矿库水域面积约为5296.13m2，由于该库已停用，库区仅在南面沿山体部安装泄洪涵管。长度约为145.03m。距离坝区汇水沟口约79.99m的长度内无泄洪涵管。

主要补给源为大气降水。尾矿库区内的水主要从上游经库区下渗排出库区，造成库区浸润线在降水时提升较高。

该尾矿堆积坝系采用上游法充填堆筑而成，由于水流的分选作用，形成了尾矿堆积坝体的特殊地层结构（尾矿渣与水的混合物用矿浆泵通过管道输送到堆积坝顶，再通过支管道排放到堆积坝内侧干滩，任其流向上游水域，随着干滩的增高，不断筑新一级堆积坝，不断向上游推进。该尾矿堆积体系人工粉碎矿石经选矿水力排出而成，受水力的影响，从管口到水域（由近及远）尾矿砂的沉积的颗粒由粗到细，即由管口的细砂到水域深处的尾粉砂。其主要成分为尾矿砂。尾矿砂磨圆度差，颗粒多呈粒状，并见有片状、针状、棱角状，粒度不甚均匀。在同一级堆积坝上，由于放矿管位置在横向上不规律的移动变化，

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每排放一次，形成一个小型冲积扇，即从冲积扇中间向两边、由上游向下游，颗粒由粗变细。在同一级堆积坝上冲积扇之间呈无规律的相互迭瓦状。从而形成了距堆积坝垂直距离相同的一定地段的剖面上显示出粒度粗细交替的变化特征，从而形成了较典型的韵律结构。此外，放矿流量的变化也能引起搬运作用的一些变化，即流量大时，冲力也大，则相同粒径的颗粒搬运较远，流量小时，相同粒径颗粒搬运较近。从而在剖面上也可能形成一些粗细相间的夹层和互层的韵律结构。其结构特征为：沉积状态复杂，有许多小型冲积扇错综交叠，从而形成了许多大大小小的、粒径差异较大无序的透镜状韵律结构。即含水的砂体与弱含水的泥质体（隔水体）互相交叠，从而消弱了堆积体内地下水垂直方向与水平方向的径流。在每个小型冲积扇的中上部，颗粒较粗，透水性、含水性较好，而在两侧及下游，颗粒较细，透水性含水性较差，从而形成了尾矿堆积坝独特的水文地质条件。

从总体来看，沿堆积坝轴线横向上形成冲积扇的叠瓦状结构；随着新堆积坝的堆筑，且逐级向上推进，便构成了在纵剖面上自下游向上游逐级分布，即由透镜体状含水体与隔水体构成的叠瓦状结构体出现错落排列。

综上所述，尾矿堆积坝体垂向上由沉积滩面向谷底呈现出总体粒度逐渐变细的特征，水平方向上由沉积滩面到水域也存在同样的沉积规律，只是其层位变化的间距远大于垂直方向。所以堆积体内垂向渗透系数远小于水平渗透系数，垂向渗透性能差。因此，这种特殊的尾矿砂与尾矿泥所构成的韵律结构地质体，不利于尾矿砂体中水的排泄和尾矿泥中水的渗出。

5.2 现状尾矿堆积坝浸润线特征

经本次勘察期间钻孔简易水文观测，勘察期间钻孔中测得稳定水位。干滩长148.03m，随着尾矿的逐渐堆积，子坝不断的向上游延伸，尾矿砂含水率逐渐

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的降低最终固结。从一级子坝水位埋深将逐渐变浅，尾矿堆积体内浸润线将逐渐抬升。

6 尾矿库各层土体物理力学性质

土层力学参数根据其岩性特征、分析统计后的原位测试锤击数并结合本地区经验值综合确定（统计结果详见表6-1）。

根据钻探、取样、原位测试等试验，现对尾矿堆积体各层的工程特性评述如下：

①素填土（Q4ml）：稍密，稍湿，多为角砾、碎石，多植物根系，土质不均匀， 厚度小，工程性能差。

②尾粉砂层（Q4ml）：稍湿～很湿，稍密～中密。未固结。物理学性质差，工程地质条件差。

③含砾粉质黏土层 (Q4al+pl): 稍湿，稍密。物理学性质差，工程地质条件差。 ④板岩层（Dhl）：上部1.0m强风化，工程性能稳定。

岩土体物理力学性质特征表见表6-1，物理力学指标统计表见表6-2

表6-1 岩土体物理力学性质特征表 场地土 ②尾粉砂层 ③含砾粉质黏土层 ④板岩层 fa(KPa) 80 130 400 Es/Eo(MPa) /12.0 5.0/ /25.0 γ(N/cm) 18.0 18.0 24.6 3c/Ф 3.5/25.9 15.0/18.0 32.5/30.4 18

表6-2 物理力学指标统计表 岩 土 编 号 岩 土 名 称 统 计 项 目 质量 密度 ρ (g/cm3) 天然 含水 量 ω (%) 土 粒 比 重 Gs 液限 ωL (%) 塑 限 ωp (%) 液 性 指 数 IL 压缩系数 塑性 指数 IP 压缩模量 有效 粒径 d10 (mm) 中间 粒径 d30 (mm) 平均 粒径 d50 (mm) 界限 粒径 d60 (mm) 曲 率 系 数 Cc 不 均 匀 系数 Cu 粘 粒 含 量 (%) 湿 陷 系 数 δs 标 贯 击数 N (击/30cm) 25 16 9 12.1 1.856 12.1 α Es 0.1-0.2 0.1-0.2 (1/MPa) (MPa) 统计个数 最大值 尾粉砂 最小值 平均值 标准差 推荐值 统计个数 最大值 含砾粉质黏土 最小值 平均值 标准差 推荐值 14 2.12 1.65 1. 0.168 1. 14 38.5 6.4 25.6 8.03 25.6 6 27.4 20.5 23.3 14 2.71 2.68 2.7 14 36.1 19.2 27.1 14 24.6 12.1 18.9 4.26 18.9 6 25.2 13.1 22.3 14 1.92 -0.8 0.79 14 13 5.2 8.2 10 0.22 0.11 0.172 0.039 0.172 10 13.5 8.6 10.34 1.627 10.34 9 9 9 9 3. 0.06 9 9 10 15.3 1.4 8.2 11 0.014 0.002 0.005 0.031 0.282 2.111 0.003 0.01 0.01 0.055 6.522 196.67 0.391 11.71 2 0.072 0.333 0.521 2.381 37.222 0.009 5.696 2.7 6 2.72 2.7 2.71 27.1 6 35.8 33.4 34.5 0.802 2.6 0.79 6 0.51 -0.25 0.02 8.2 6 20.3 10.2 12.3 0.009 0.083 0.673 1.137 1.981 59.904 4.826 0.004 0.01 0.072 0.333 0.521 2.381 37.222 8.2 0.005 3 2.532 0.006 0.943 4.536 0.322 3.995 23.3 2.71 34.5 22.3 0.02 12.3 19

7 场地地震效应

7.1场地土类型及场地类别

根据场地地基土特征，依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规范中表4.1.3，并根据估算场地等效剪切波速为186.m/s，判定场地土为中软场地土，另外，库区两侧坡体较陡，区内尾粉砂分布不均匀，场地内的尾粉砂正常情况下不液化，依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规范表4.1.6，场地类别为Ⅱ类，综合判定尾矿库所在场地属建筑抗震不利地段。

7.2抗震设防烈度、设计基本加速度及地震分组

根据甘肃省地方标准《建筑抗震设计规范》(DB62/T25-3055-2011)的规定，***的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.30g，设计地震第二组，特征周期值为0.40s。

7.3 场地液化判别

勘察区位于抗震设防烈度8度区，依据《建筑设计抗震规范》（GB50011-2010）4.3.2之规定，须对场地内饱和砂土进行液化判别。

依据《建筑设计抗震规范》（GB50011-2010）规范要求，对位于地下水位以下呈饱和状的砂土，结合标准贯入试验击数判别该层是否发生液化，对于可液化砂土层，再进一步计算液化指数，依据液化等级确定可遭遇的地质灾害危险性级别。

砂土液化判别公式如下：

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NcrN0ln(0.6ds1.5)0.1dw.3/c

式中：Ncr—液化判别标准贯入锤击数临界值；

N0—液化判别标准贯入锤击数基准值，设计基本地震加速度值为0.30g，液化判别标准贯入锤击基准值取16；

ds—饱和土标准贯入点深度（m）； dw—地下水位（m）；

c—粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应采用3。

β—调整系数，设计地震第一组取0.80，第二组取0.95，第三组取1.05。

对于可液化土层，按下式计算每个钻孔的液化指数（IlE），划分液化等级；

式中：IlE—液化指数；

NiIlE1NdiWii1crin

n—在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总

数；

Ni、Ncri—分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，

当实测值大于临界值时应取临界值；当只需要判别15m范围以内的液化时，15m以下的实测值可按临界值采用；

di—i点所代表的土层厚度（m），可采用与该标准贯入

试验点相邻的上、下两标准贯入试验点深度差的一半，但上界不高于地下水位深度，下界不深于液化深度；

Wi—i土层单位土层厚度的层位影响权函数值（单位为m-1

）。当该层中点深度不大于5m时应采用10，等于20m时应采用零

值，5～20m时应按线性内插法取值。

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尾粉砂的液化等级、坝基稳定性与地下水位有很大的关系。现状下尾矿库地下水位埋藏较深，该液化判别仅限于现状水位深度（水位变幅）及降水时内尾粉砂的液化判别。判定为不液化。见液化计算判定表 表7-1。

表7-1 液化计算判定表

地震分组调整系数 β 标贯基准击数 N0 (击) 临界 标贯 击数 Ncr (击) 国标 液化 判别 di点所代表土层的厚度 di (m) 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 土层厚度影响权函数值 Wi (m-1) 9.03 7.70 3.70 2.37 1.03 (0.30) 液化 指数 液化 等级 钻孔 编号 土 名 标贯点深度 实测 标贯 击数 粘粒 含量 地下水位 液化指数分项值 (1-Ni/Ncri) *diWi 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ds (m) 1 1 8 8 8 8 Ni (击) Pc （%） dw (m) ILE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 / / / / / / 尾粉不液6.45 11 3.0 6.10 0.85 7.0 7.1 砂 化 尾粉不液8.45 12 3.0 6.10 0.85 7.0 8.5 砂 化 尾粉不液14.45 14 3.0 14.20 0.85 7.0 6.0 砂 化 尾粉不液16.45 15 3.0 14.20 0.85 7.0 6.7 砂 化 尾粉不液18.45 16 3.0 14.20 0.85 7.0 7.4 砂 化 尾粉不液20.45 16 3.0 14.20 0.85 7.0 8.0 砂 化 注：本表系按地震基本烈度Ⅶ度(近震)考虑，设计地震分组取第二组

8 坝基坝体渗透性评价

8.1 坝基渗透性评价

坝基由泥盆系红领山组板岩构成，板岩岩石为陆源碎屑岩，遇水软化强烈，地表强－弱风化岩层透水率在5（lu）以内，属弱－微透水层范畴，而且随尾矿库库运行，岩体进一步软化泥化，节理闭合，岩体透水性将进一步降低。

经钻孔压水试验揭示，地表弱风化岩体具中等透水特性，岩体透水率在5（lu）以下，微风化岩体透水率在1（lu）以下；根据现场试验，矿区尾粉砂的渗透系数范围值1.×10-5～2.52×10-4m/d。

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经现场踏勘，尾矿坝初期坝为均质土坝加排水棱体，无泄洪涵管。大气降水通过下渗排泄。尾矿坝无明显沉陷、滑坡、裂缝、流土和管涌等现象，运行工况基本正常。故认为坝基岩体渗透性微弱、渗流稳定，坝体不存在坝基及坝肩绕坝渗漏问题。

勘察期揭露出不稳定的地下水，初期坝坝体内的水位埋深普遍较深，本次勘察期间，发现坝肩坝坡干燥，无渗透水出逸坝坡或坝面沼泽化现象发生。根据对该库的渗流数值模拟分析，该库在正常运行工况下，未见有水从堆积坝坝坡出逸，坝体不会发生渗流破坏。在最高洪水位运行工况下，局部坝体浸润线将有所抬升，有可能从堆积坝坝坡出溢，从而发生管涌破坏。

8.2 坝基强度评价

坝基板岩岩体，岩石单轴干抗压强度5-10Mpa，地基岩体允许承载力1Mpa左右，岩体虽为柔性岩体，但无明显软弱夹层或孔洞洞穴，岩石软化缓慢，地基岩石不存在压缩变形及大规模沉陷问题，故认为相对于坝体本身应力来讲，坝基岩体强度较高，场区适应性较好。

8.3 左、右坝肩稳定性评价

坝肩处多为板岩碎屑或强风化板岩，判定稳定性一般。结构面与岩石层理，未形成无不利结构面组合。

9 坝体稳定性评价

尾矿库的坝体稳定性对整个尾矿库的正常运行及下游人民生命财产的安全至关重要，国内外由于尾矿坝溃坝所造成的生命财产损

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失是相当严重的，因此，对闭库时对尾矿坝的稳定性分析评价也显得尤为重要。分别按尾矿库的正常运行和洪水运行两种工况，计算分析坝体在静力和动力条件下的渗流稳定性和抗滑稳定性，为坝体整体稳定性综合评价提供依据。

9.1渗流计算

根据尾矿库现状对其经行不同工况下的渗流分析，经现场踏勘测量，该尾矿库干滩长度为148.03m，大于规范最小要求35.0m。

经模拟计算，在正常运行工况下，尾矿堆积坝坝体内的浸润线埋深较浅，且本次勘察时期未发现渗透水出溢坝坡的渗流破坏现象，因此，在现状水位标高下尾矿堆积坝不会发生渗流破坏。在最高洪水位运行工况下，由于库区干滩长度较长，浸润线在坝体内的埋深将会抬从坡面底部出溢可能性较小。

9.2 稳定性评价

根据***尾矿库的实际情况，本次采用定量评价方法对***尾矿库进行稳定性分析评价，并依据分析评价结果提出相应的处理措施。

尾矿库初期坝为浆砌片石堆积坝，设计不规范或未按照设计施工，建设标准低，工程质量差。尾矿库坝外坡比1:0.9858，坝面较平缓。

采用理正边坡稳定性分析软件，对库坝进行抗滑稳定性验算。按极限平衡原理，采用自动搜索最危险的圆弧滑裂面，计算坝体各个横断面的滑动稳定系数，稳定系数的表达式为：

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Fcbcosii1n1ihiwhiwbicositgiiWsini1n

CsWii/R式中： c－土体有效应力抗剪强度指标粘聚力，单位为kPa；

－土体有效抗剪强度指标内摩擦角；

i－条块重心点到滑弧圆心的力臂；

R－滑弧的半径，单位为m；

Cs－地震系数，一般为bi－条块宽度，单位为

0.03-0.27； m；

i－条块滑面的倾角，单位为度；

Wi－条块的土重量，单位为

3

kN；

－矿渣重度，单位为kN/m；

w－水的重度，单位为kN/m；

3

n－划分的条块数量。

根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）4.7.7的规定，本工程为次要工程。

稳定性评价标准：根据《尾矿堆积坝岩土工程技术规范（GB507-2010），坝体抗滑稳定最小安全系数（瑞典圆弧法）：

表9-1 坝体抗滑稳定最小安全系数（瑞典圆弧法） 坝的级别 计算条件 正常运行 洪水运行 特殊运行 1 1.30 1.20 1.10 2 1.25 1.15 1.05 3 1.20 1.10 1.05 4、5 1.15 1.05 1.00 25

采用理正边坡稳定性分析软件，对库坝进行抗滑稳定性验算。按瑞典条分法原理，采用自动搜索最危险的圆弧滑裂面，计算坝体横断面的滑动稳定系数，计算过程见附表。

本次计算主要是根据尾矿坝坝体横断面A-A’计算尾矿库滑动稳定系数，经对稳定行进行计算，在坝基现状情况下，计算稳定性系数K为在三种影响因素下的结果，计算结果及稳定状态见表9-2。

表9-2 尾矿库现状剖面稳定性计算结果

计算断面 工 况 正常运行 规范规定安全系数 K＞1.15 K＜1.05 K＜1.00 计算安全系数 1.359 0.741 0.704 稳定状态 稳定 不稳定 不稳定 A-A’ 洪水运行 特殊运行 9.3 存在的问题

1、该尾矿库设计不规范或未按照设计施工。建设标准低，工程质量差。存在坝体稳定性差排洪系统不能满足排洪要求等安全隐患。

2、库区仅在南面沿山体部安装泄洪涵管。长度约为145.03m。距离坝区汇水沟口79.99m的长度内无泄洪涵管。

3、坡面无排洪、排水系统。 4、废水利用系统不完善。 5、上游汇水沟无拦洪坝。

6、坝面没有覆草、种树。大风天气坝面引起风沙扬尘。

10 结论与建议

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10.1 结论

根据本次对现状坝体在上述不同运行工况下的渗流稳定性及抗滑稳定性分析计算结果和抗滑安全系数计算结果，并结合***尾矿库的现状及尾矿库溃坝的一般破坏特征，对现状尾矿库的整体稳定性评价结论如下：

（1）本次勘察查明，在钻探所达深度范围内自上而下分布着①填土、②尾粉砂、③含砾粉质黏土层、④板岩。

（2）场地的抗震设防烈度为8度，场地土属中软场地土，场地类别为Ⅱ类，抗震的不利地段。

（3）判定库区堆积坝尾粉砂对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。尾矿库钻孔内水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；库区内积水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；

（4）本次勘察期间，经现场踏勘，尾矿坝库南、北侧板岩坡度大，易发生滑坡、崩塌。

（5）根据计算尾矿库坝体抗滑稳定性评价结论：正常运行该坝属于稳定状态。洪水运行属于不稳定状态。特殊运行属于不稳定状态。

（6）对钻孔（zk1、8）判定，在饱和状态下，库区尾粉砂不具液化现象。

10.2 建议

根据现状下尾矿坝不稳定的特点及我单位在尾矿坝闭库勘察工作的经验，对尾矿库的监测、维护以及保障稳定与闭库要求提出以下建议：

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（1）对初期坝进行加固处理，上游汇水沟修建拦洪坝保证初期坝的稳定安全运行。

（2）严格控制库内正常水位、调洪高度、安全超高、干滩长度等，应对这些指标进行长期、定期观测；严格控制浸润线，发现问题及时整改。

（3）加紧完善尾矿库周边排水渠等排水设施，以保证尾矿库、尾矿库周侧、尾矿库上游汇水顺利排泄。

（4）应做好防渗、排渗设施；安全预警、通讯设施应保持畅通等。

（5）严格按设计要求进行生产和坝体堆筑，及时调整运行参数，确保尾矿堆积坝的安全。

（6）校核尾矿库排洪设施的排洪能力，以保证洪水来临时能在有关规范规定的时间内将洪水排出，防止洪水在堆积坝体内形成稳定的渗透压力，从而影响坝体的整体稳定。清理并疏通现有库区排水系统，在局部增加泄水孔。另外，在汛期有效控制库内水位标高，保障尾矿库安全度汛。

（7）做好坝体浸润线的观测和坝体位移观测，按照《尾矿库安全技术规程》（AQ2005-2006）的各项要求，进一步加强对尾矿库的安全监测管理，以便及时发现安全隐患，及时处理，真正做到防微杜渐，及时消除尾矿库的安全隐患，确保尾矿库的安全运行及后续加高；对地下水水位、初期坝变形进行、坝体位移和坝体浸润线监测；特别是浸润线、排渗流量和浑浊度变化；影响尾矿坝的不良地质现象的发育情况；坝体水平和竖向变形。并做好必要的记录，如绘图、拍照、录像等方式。

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（8）尾粉砂的液化等级、坝基稳定性与地下水位有很大的关系。尾矿库地下水位埋藏较深，该场地内尾粉砂的液化判别和坝基稳定性判别仅限于现状期间地下水位的判别，在尾矿库重新恢复生产期后，建议抓紧排洪水道的施工，力争早日投入运行，确保汛期坝体安全。

（9）为防止库区尾矿堆积体降水入渗以及尾矿土流失，应对库区表面尾矿进行覆土覆盖种草。

（10）由于该库仅在南面沿山体安装了部分泄洪涵管，不能全部满足泄洪的需要，应施工安装底部泄洪涵管。为防止暴雨季节雨水汇聚造成漫坝对坝体的侵蚀，应加修库区上游汇水沟拦洪坝、排洪沟及马道排水渠泄流分洪，以防在强降雨时对坝体、坝面的侵蚀。

（11）由于该库不稳定，建议由相关资质的单位进行该库闭库前治理方案的制定，待施工验收合格后，再进行闭库备案。

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2017.01.23

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